### MODBUS协议中文文档知识点详解
#### 一、MODBUS协议概述
**MODBUS协议**是一种广泛应用于工业自动化领域的通信协议，主要用于可编程控制器（PLC）之间以及PLC与其他设备之间的通信。MODBUS协议支持多种网络环境，包括Modicon的Modbus网络和Modbus+工业网络。
MODBUS协议的核心价值在于其简洁性和灵活性，使得不同厂商的设备可以方便地进行通信。MODBUS协议定义了一套标准的消息结构和命令集，使得设备间的通信变得简单高效。
#### 二、MODBUS协议的主要组成部分
1. **控制器之间的通信**: MODBUS协议使得不同的控制器可以互相通信，不仅限于同一类型的控制器，也可以是不同网络上的设备。
2. **支持网络**: MODBUS协议支持Modicon的Modbus网络和Modbus+工业网络，通过内置端口、网络适配器和其他模块来实现网络信息的存取。
3. **OEM集成**: 对于OEM（原始设备制造商）而言，MODBUS协议允许他们轻松地将Modbus+网络集成到自己的产品设计中，从而提高产品的竞争力。
4. **Modbus协议信息**: 在MODBUS网络上进行通信时，协议信息使得每一台控制器都能够识别出自己的设备地址，解析寻址数据，并确定应执行的操作类型。此外，控制器还可以组织响应信息，并使用MODBUS协议将其发送出去。
5. **数据包和数据帧**: 当在其他网络（如Modbus+或MAP网络）上使用MODBUS协议时，数据包和数据帧中也会包含MODBUS协议信息。这通常涉及到应用程序库和驱动程序，以实现MODBUS协议信息与特定网络中使用的特殊信息帧之间的转换。
6. **节点地址、路由和错误检查**: 数据转换过程中会处理节点地址、路由以及特定网络的错误检查方法。例如，MODBUS协议中的设备地址会在发送之前转换成节点地址，错误检查区域也会根据每个网络的协议来进行调整。
#### 三、MODBUS协议的应用场景
1. **多层网络设备互联**: MODBUS协议可以应用于采用不同通信技术的多层网络中设备的互连，如图1所示。其中，MODBUS协议为设备间的通信提供了一个共同的语言基础。
2. **数据传输**: MODICON控制器上的标准MODBUS端口使用RS-232兼容的串行接口，定义了连接器、接线电缆、信号等级、传输波特率和奇偶校验等参数。控制器可以直接或通过调制解调器接入总线（网络），并且采用主从技术进行通信。主机会发起数据传输（查询），而从机会响应查询或执行查询要求的动作。
3. **查询响应周期**: 主机发起的查询包含功能代码、数据字节和错误校验码。功能代码指示从机设备应该执行的动作类型；数据字节包含关于功能执行所需的具体信息；错误校验码则用于确保信息内容的完整性。从机响应时，如果一切正常，则响应功能码是查询功能码的确认，并携带相应数据；如果有错误发生，则会修改功能码，并在数据字节中包含错误代码。
#### 四、MODBUS协议的扩展
除了标准的MODBUS功能外，某些MODICON控制器还支持内置端口或总线适配器，以便在MODBUS+总线上实现通信，或者通过网络适配器在MAP网络上通信。在这种情况下，控制器之间采用对等技术进行通信，即任何控制器都可以向其他控制器发起数据传输。这意味着在同一时间，一个控制器既可以作为主机又可以作为从机。
#### 五、总结
MODBUS协议因其简单性和开放性而在工业自动化领域得到了广泛应用。无论是对于控制器之间的基本通信需求还是更复杂的多层网络设备互联场景，MODBUS协议都提供了强大的支持。通过对MODBUS协议的理解和掌握，可以有效地促进工业自动化系统的集成和发展。
